Abstract

Objectivo

Prospectivamente avaliar o desempenho de ressonância magnética ponderada em difusão ( DW-MRI) para a diferenciação de câncer de pulmão central a partir da atelectasia

Materiais e Métodos

38 pacientes com cancro do pulmão consecutivos (26 homens, 12 mulheres; faixa etária:. 28-71 anos, com idade média : 49 anos) que foram encaminhados para exames de imagem de RM torácica foram incluídos. exames de RM foram realizados usando um 1,5-T sequências de scanner e digitalização clínicos de T1WI, T2WI e DWI. Cancros e atelectasia foram medidos por mapeamento da aparente difusão coeficientes (ADCs) obtido com um b-valor de 500 s /mm

2.

Resultados

PET /CT e DW- MR permitiu diferenciação de tumor e atelectasia em todos os 38 casos, mas T2WI não permitem a diferenciação em 9 casos. Comparação de T2WI convencional e DW-MRI indicou uma relação de ruído de contraste maior do carcinoma pulmonar central do que a atelectasia por DW-MRI. mapas ADC indicados significativamente menor ADC no carcinoma do pulmão central do que na atelectasia (1,83 ± 0,58

vs

2,90 ± 0,26 milímetros

2 /s,

p

. 0,0001) . valores de ADC de carcinoma do pulmão de pequenas células foram significativamente maiores do que os de carcinoma de células escamosas e adenocarcinoma (

p Art 0,0001 para ambos)

Conclusões

imagem DW-MR. fornece informações valiosas obtidos por MR convencional e pode ser útil para a diferenciação de carcinoma do pulmão central a partir atelectasia. Os desenvolvimentos futuros podem permitir DW-MR imagem para ser usada como uma alternativa para PET-CT em imagens de pacientes com câncer de pulmão

Citation:. Yang RM, Li L, Wei XH, Guo YM, Huang YH, Lai LS, et al. (2013) Diferenciação de cancro do pulmão Central de Atelectasis: Comparação de ressonância magnética ponderada em difusão com PET /CT. PLoS ONE 8 (4): e60279. doi: 10.1371 /journal.pone.0060279

editor: Vladimir V. Kalinichenko, Hospital Infantil de Cincinnati Medical Center, Estados Unidos da América

Recebido: 18 Outubro, 2012; Aceito: 24 de fevereiro de 2013; Publicação: 04 de abril de 2013

Direitos de autor: © 2013 Yang et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados

Financiamento:. Esta pesquisa foi apoiado em parte pelo National Science Foundation Natural da China (número 81201087). Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito. Sem financiamento externo adicional recebida para este estudo

Conflito de interesses:.. Os autores declararam que não existem interesses conflitantes

Introdução

tumores broncogênicos Central muitas vezes causam pneumonia pós-obstrutiva resultando em perda de volume pulmonar que pode induzir atelectasia [1]. Atelectasia e tumores ambos aparecem sombras densas como sólidos na radiografia padrão, de modo a diferenciação pode ser difícil. No entanto, a caracterização precisa do tumor é importante para o estadiamento clínico e diferenciação da massa tumoral de atelectasia é importante para a biópsia guiada por tomografia computadorizada, a criação do campo de radiação para radioterapia, e avaliação dos resultados terapêuticos. Portanto, a tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (MRI) são muitas vezes utilizados em conjunto para diferenciar o cancro do pulmão e atelectasia [2] – [5]. Novas abordagens diagnósticas, tais como a integração de imagens de ressonância magnética e PET através de software de fusão de imagens, também estão se tornando mais popular [6]. No entanto, este método pode ser caro, não é rotineiramente disponíveis, e envolve a exposição à radiação adicional.

uma rápida melhoria do hardware e software usado para MRI têm levado a novas abordagens potenciais para imagem pulmonar baseada em ressonância magnética, tais como ponderada em difusão (DW) -MRI. Em DW-MRI, o contraste de imagem é uma função da taxa de difusão da água, conforme indicado pelo coeficiente de difusão aparente (ADC), e isto permite a diferenciação de tecidos normais e patológicos. DW-RM tem bem conhecida utilidade clínica para a avaliação de doenças intracranianas, tais como isquemia cerebral precoce, distúrbios de substância branca, epilepsia, depressão, demência e outras doenças do cérebro [7], [8]. Além disso, a evolução da imagem de eco-planar (EPI), as amplitudes altas de gradiente, as bobinas multi-canal, e imagiologia paralelo ter reduzido a distorção da imagem e aumentou a razão sinal-para-ruído (SNR), tornando todo o organismo DW-MRI mais viável .

o objetivo da nossa investigação foi avaliar prospectivamente o desempenho do DW-MRI na diferenciação de carcinoma pulmonar central e atelectasia que o acompanha.

Materiais e Métodos

paciente características

O comitê de ética da Guangzhou primeiro Hospital Popular, Guangzhou Medical College aprovou este estudo e todos os pacientes forneceram consentimento informado por escrito. De março de 2009 a junho de 2012, 38 pacientes consecutivos (26 homens, 12 mulheres; faixa etária: 28-71 anos, com idade média: 49 anos) dos departamentos de radiologia de três instituições:

(i)

Guangdong Provincial Corps Hospital da Polícia Armada do Povo da China;

(ii)

Hospital de Cantão primeiros povos de Guangzhou Medical College; e

(iii)

Primeira Clínica Medical College, da Universidade de Jinan foram inscritos. Estes pacientes (preencheram os critérios de inclusão seguinte:

(i)

diagnóstico patológico de câncer de pulmão;

(ii)

indicação de câncer de pulmão central existente e atelectasia com base em PET-CT;

(iii)

há recebimento de quimioterapia, radioterapia ou outra terapia oncológica;.

(iv)

nenhuma contra-indicação para exames de ressonância magnética

PET-CT imagem

Depois jejum durante 4-6 h, todos os pacientes receberam por via intravenosa 2-desoxi-2 -. (

18F) fluoro-D-glucose (FDG, 744 ± 39,2 MBq, 20,10 ± 1,05 mCi) uma fase de absorção 60 min foi . usado antes da imagem Todos os pacientes foram encorajados a anular antes de digitalizar imagens foram obtidas a partir da cabeça para as coxas proximais com um scanner CT combinado PET /.. (Discovery ST; General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI) a TC sem verificar primeiro foi realizada a partir da cabeça do paciente para as coxas proximais. imediatamente após este, e sem alterar a posição do paciente, o tampo da mesa movido automaticamente para a posição de PET. esta verificação foi obtida a partir de meados dos coxas para a cabeça, para 6-7 posições cama de 4 minutos cada. CT imagens foram usadas para gerar os mapas de transmissão para correção de atenuação das aquisições de PET. dados de PET foram reconstruídos usando uma expectativa de maximização algoritmo iterativo-subconjunto ordenada conforme as instruções do dispositivo de PET.

Thoracic RM

Todos os exames de RM foram realizados com um scanner clínico (Signa infinidade com EXCITE 1,5 T do sistema, GE Healthcare, Milwaukee, WI, EUA), utilizando uma bobina phased-array corpo de quatro canais. MRI foi realizada dentro de 1-2 semanas após o PET-CT, enquanto os pacientes ainda estavam hospitalizados. Todos os pacientes estavam em decúbito dorsal durante todo exames. As sequências de digitalização MR eram SE T1WI, FRFSE T2WI, FIESTA, e DW-MRI. Todas as sequências usadas gating respiratório e gating eletrocardiograma. T1WI foi obtida com a sequência de eco de spin com os seguintes parâmetros: tempo de repetição /tempo de eco: 705.08 ms /15.00 ms; número de excitações: 2; direção de codificação de frequência: R /L; espessura de corte: 8 mm; lacuna: 0,5 mm; campo de visão: 36-40 cm; matriz: 288 × 224. T2WI foi obtida com a sequência FRFSE com os seguintes parâmetros: tempo de repetição /tempo de eco, 6000 MS /MS 89,70; número de excitações, 3; direção de codificação de frequência: R /L; espessura de corte, 8 mm; Gap, 0,5 mm; campo de visão, 36~40 cm; matriz, 288 × 224. T2WI foi obtida com a sequência FIESTA usando os seguintes parâmetros: tempo /tempo de eco repetição: 3.38 ms /1,49 ms; número de excitações: 3; direção de codificação de frequência: R /L; espessura de corte: 8 mm; lacuna: 0,5 mm; campo de visão: 36~40 cm; matriz: 288 × 224. DW-MRI foi realizada com uma sequência single-shot (SS) spin-echo (SE) de imagem eco-plannar (EPI) com uma sensibilidade espacial matriz codificação técnica (ASSET) no plano axial durante a prender a respiração. As imagens foram obtidas em um valor b de 500 s /mm

2 para cada seção na mesma sequência utilizando os seguintes parâmetros: TR /TE: 4000 ms /64.9 ms; número de excitações: 4; espessura de corte: 7 mm; lacuna intersecção: 0,5 mm; campo de visão: 40 cm; tamanho da matriz: 128 × 128; difusão de gradiente de codificação:. 3 direcções ortogonais

Imagem Critérios de Avaliação e de diagnóstico da

Todas as imagens PET /TC e RM foram independentemente analisados ​​por dois radiologistas seniores. Se estes radiologistas discordou, um terceiro radiologista sênior foi consultado até que um consenso foi alcançado. A análise das imagens envolveu a avaliação e comparação de captação de FDG (imagens de PET /CT) e densidade de sinal (imagens de RM) do carcinoma pulmonar central e atelectasia.

casos diferenciáveis ​​são aqueles em que a diferenciação de tumor de pulmão e atelectasia foi possível, e casos indistinguíveis são aquelas nas quais a diferenciação não era possível. Na avaliação das imagens DW-MR, casos em que o tumor tinha óbvio hiper-intensidade relativa ao atelectasia foram considerados distinguíveis, e os casos em que o sinal da atelectasia era contínuo com o tumor eram indistinguíveis.

em cada paciente, a avaliação de imagens de RM e DW-MR convencionais foi realizada com as regiões de interesse (ROI) de três locais diferentes. ROIs foram desenhadas e colocado sobre as massas, atelectasia e fundo, com exclusão de áreas de necrose. intensidades de sinal das ROIs foram medidos, e a relação de contraste-ruído (CNR) do tumor e atelectasia em T2W convencional e imagens DW-MR foram calculados de acordo com a seguinte equação: CNR = | SI

Câncer-SI

atelectasia | /SD, onde SI

o câncer é a intensidade do sinal de câncer de pulmão central, SI

atelectasia é a intensidade do sinal da atelectasia e SD é o desvio padrão do ruído de fundo

os mapas ADC foram automaticamente reconstruído para todas as imagens DW-MR pela estação de trabalho GE AW4.2. ADC valores de cada ROI também foram medidos nos mapas ADC.

Análise Estatística

Todos os dados numéricos são apresentados como gráficos de caixas. O teste de Mann-Whitney foi utilizado para comparações de valores CNR de T2W convencional e imagens DW-MR, significa valores de ADC do câncer e atelectasia e valores de ADC de diferentes tipos histológicos de câncer de pulmão. Todos os dados foram analisados ​​utilizando o software SPSS 15.0 (SPSS Inc, Chicago, IL, EUA), e um

p

-valor menor que 0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

Resultados

características clínicas dos pacientes

a tabela 1 resume as características clínicas da 38 inscritos pacientes com câncer de pulmão. A lesão estava presente no lobo superior esquerdo de 16 pacientes, no lobo inferior esquerdo de 8 pacientes, no lobo superior direito de 9 pacientes, e no lobo inferior direito dos 5 pacientes. Dezesseis pacientes tinham carcinoma de células escamosas, 13 pacientes tinham adenocarcinoma, e 9 pacientes tinham carcinoma de pulmão de pequenas células. O diagnóstico histológico foi obtido por punção aspirativa trans-brônquica em 26 casos e por biópsia guiada por tomografia computadorizada em 12 casos.

PET /CT e ressonância magnética da Central Lung Carcinoma e Atelectasis

As Figuras 1, 2 e 3 mostram representativos PET /CT e MR imagens. PET /CT imagens indicam que as massas tumorais tinha mais FDG que a atelectasia em todos os 38 pacientes, tornando-os facilmente distinguíveis (Fig. 1a, 2a). Em contraste, as imagens de RM T1W não permitir a diferenciação de tumor e atelectasia em qualquer um dos 38 pacientes (Fig. 1b, 2b). imagens T2W convencionais permitiu a diferenciação de câncer pulmonar e atelectasia em 76% dos casos (29/38) (Fig. 1c, 1d, 2c, 2d, 3a, 3b). Entre estes 29 processos distintos, a intensidade do sinal do tumor foi menor do que a atelectasia em 28 casos (Fig. 1c, 1d, 2c, 2d), e mais elevada do que a atelectasia num dos casos (Fig. 3a, 3b). imagens DW-MR permitido fácil de diferenciação do tumor e atelectasia em todos os 38 pacientes, e o tumor tinha maior intensidade de sinal em todos os casos (Fig. 1e, 2e, 3c). Além disso, ADC mapas mostraram claramente que o carcinoma do pulmão Central tiveram menor ADC (indicado por hiperintensidade) (Fig. 1F, 2F, 3d) significam.

PET-CT indicaram maior absorção de FDG por tumor de atelectasia ( uma). T1W ressonância magnética mostrou uma sombra de tecido mole no lobo superior esquerdo, mas intensidades de sinal semelhantes do carcinoma pulmonar central e da atelectasia distal foram anotados (b). imagens FRFSE T2W e imagens FIESTA indicado hipointensidade da massa tumoral em relação à atelectasia (c e d, respectivamente). imagens DW obtida com um gradiente de difusão de 500 s /mm

2 permitiu fácil diferenciação de tumor e atelectasia (E e F).

PET-CT indicaram maior absorção de FDG por tumor de atelectasia (uma). T1W ressonância magnética mostrou uma sombra de tecido mole no lobo superior direito, mas intensidades de sinal semelhantes do carcinoma pulmonar central e da atelectasia distal foram anotados (b). FRFSE T2W axial e coronal indicado hipointensidade da massa tumoral em relação à atelectasia (c e d, respectivamente). imagens DW obtida com um gradiente de difusão de 500 s /mm

2 permitiu fácil diferenciação de tumor e atelectasia (E e F).

imagens FRFSE T2W e imagens FIESTA indicam hiperintensidade clara do tumor em relação ao atelectasia (a e b, respectivamente). imagens DW obtida com um gradiente de difusão de 500 s /mm

2 permitiu fácil diferenciação de tumor e atelectasia (c e d).

CNR de Câncer e atelectasia em Convencional T2W e DW-MR Images of

O CNR de imagens DW-MR eram claramente melhores do que aqueles das imagens FRFSE T2WI e FIESTA MR convencionais (

p Art 0,0001 para ambos) (Figura 4a). No entanto, os valores CNR dos diferentes tipos histológicos de carcinoma de pulmão central não foram significativamente diferentes nestas 3 métodos (Figura 4b-d).

As diferenças de CNR entre convencional FRFSE T2W, FIESTA, e imagem DW-MR do cancro e atelectasia (a). Diferenças de CNR entre diferentes tipos histológicos de câncer (b, c, ed).

Mapeamento ADC de Câncer e Atelectasis

Com um b-valor de 500 s /mm

2, o ADC significativo para o carcinoma do pulmão central era significativamente menor do que a do atelectasia (1,83 ± 0,58

vs.

2,90 ± 0,26 milímetros

2 /s,

P

0,0001) (Figura 5a). Análise dos diferentes tipos histológicos de carcinomas pulmonares centrais indicaram que o ADC significativo de carcinoma de células pequenas do pulmão foi significativamente maior do que os de carcinoma de células escamosas e adenocarcinoma (

P

0,0001 para ambos) (Figura 5b), mas que o carcinoma de células escamosas e adenocarcinoma não foram significativamente diferentes um do outro.

Diferenças de ADC entre o cancro e atelectasia (a). Diferenças de ADC entre diferentes tipos histológicos de carcinoma do pulmão central (b). b-valores foram 0 e 500 s /mm

2.

Discussão

Foram avaliados prospectivamente o desempenho de imagem DW-MR para a diferenciação de câncer de pulmão central e atelectasia em 38 pacientes com câncer de pulmão consecutivos de três instituições e comparou o desempenho deste método com ressonância magnética convencional e de imagem PET /TC. PET /CT imagem e DW-MR ambos fornecidos diferenciação de tumor e atelectasia em todos os 38 pacientes, mas RM convencional não funcionar tão bem. Assim, DW-MR imaging fornece informações valiosas obtidos por MR convencional e tem potencial para diferenciação clínica do carcinoma pulmonar central a partir da atelectasia.

A atelectasia é comum em pacientes com tumores pulmonares centrais. O cancro do pulmão é rotineiramente tratado por cirurgia, terapia de radiação, ou quimioterapia, isoladamente ou em combinação. Assim, a diferenciação do tumor e atelectasia é importante para a avaliação do tamanho e outras características do tumor e para a identificação da localização do tumor, o que é necessário para biópsia e orientada radioterapia [2].

CT é o mais amplamente disponíveis e comumente usado método de imagem não-invasiva para pacientes com doenças torácicas. Estudos anteriores indicaram que a dinâmica de varrimento CT melhorado pode diferenciar a partir de atelectasia tumor em cerca de 80% dos casos de [5]. No entanto, CT-bolus melhorado executa mal na diferenciação de tumor e atelectasia [1]. PET /CT permite a avaliação do metabolismo da lesão endobrônquica [9], com o aumento da captação de FDG no local da obstrução, mas este método é dispendioso e envolve a exposição à radiação adicional.

ressonância magnética (MRI) é amplamente utilizado e é uma técnica promissora para a imagiologia de tumores, pois não emprega radiação ionizante e que proporciona um excelente contraste de tecido mole e elevada resolução espacial, [10], [11]. Tobler [5] retrospectivamente analisada a capacidade de ressonância magnética convencional para distinguir atelectasia de tumores, na presença de um carcinoma broncogénico central em 18 pacientes. Os resultados indicaram que as sequências de imagem T2W eram muito mais informativa do que as sequências de imagem T1W. Isto está de acordo com os nossos resultados, nos quais T2W fornecidos diferenciação de tumor e atelectasia em 29 de 38 casos (76%), mas T1W fornecidos existe tal diferenciação.

DW-MR imaging fornece informações sobre a difusão molecular da água dentro dos tecidos [2], [12] – [14]. Este método pode ser executado rapidamente, não há necessidade para a administração do meio de contraste exógeno [15], [16], que produz informação indicativa de alterações ao nível celular, e que proporciona uma visão única sobre a celularidade do tumor e a integridade das membranas celulares [15], [17]. Recentes avanços permitir que esta técnica seja utilizada para a detecção e caracterização de tumores, distinguindo de tecido de tumor a partir de tecido não-tumoral, e a monitorização e previsão da resposta ao tratamento.

DW-RM do pulmão deve ser incluído no medição da verdade de todo o corpo de imagem DW-MR [18], [19]. No entanto, seguindo o aperfeiçoamento da técnica de eco-planar, DW echo ressonância magnética planar com a sua velocidade e proporção relativamente elevada de sinal-para-ruído, pode ser realizada com sucesso em lesões torácica [15]. A intensidade do sinal fornecido por imagem DW-MR pode caracterizar o tecido e fornecer informações sobre a densidade celular. Além disso, o dispositivo está associado com a densidade celular do tumor, e ADC reduzido ocorre na maioria dos tumores malignos [13]. Nossas imagens DW-MR indicaram que o carcinoma pulmonar central tinha um sinal hiper-intensa em relação à atelectasia em todos os 38 casos. Os nossos resultados também indicam que o CNR de imagens DW-MR foram significativamente mais elevados do que aqueles a partir de imagens T2W convencionais. O aumento do contraste entre câncer e atelectasia prontamente permitiu a visualização do tumor de pulmão.

O ADC médio é esperado para ser menor no tecido tumoral viável, que é densamente povoada, que em tecidos com obstáculos menos densamente embalados, tais como de necrose de tumor ou tecido benigno [20], [21]. Baysal et al [6] recentemente avaliada imagem DW MR para a diferenciação de atelectasia de carcinoma de pulmão central para um valor b de 1000 s /mm

2. Sua ADC médio para os carcinomas pulmonares centrais com consolidações pós-obstrutivas foi de 1,83 ± 0,75 × 10

-3 mm

2 /s, ea ADC médio para consolidações foi 2,50 ± 0,76 × 10

-3 mm

2 /s (

p

= 0,003) [6]. Em nosso estudo, os valores de ADC médios da atelectasia foram menores, mas os valores de ADC médios de tanto o carcinoma pulmonar central e atelectasia ainda eram significativamente diferentes.

Matoba et al [21] avaliaram prospectivamente imagem DW MR para caracterização dos carcinomas pulmonares por utilização do ADC, e relataram que a ADC significativo de adenocarcinomas foi significativamente mais elevada do que a de carcinomas de células escamosas e carcinomas de células grandes, e que o valor de ADC significativo de adenocarcinomas bem diferenciados foi significativamente mais elevada do que a de adenocarcinomas pouco diferenciados. Em contraste, os nossos resultados indicaram que o carcinoma de pequenas células tinha ADC maior média de adenocarcinoma eo carcinoma de células escamosas. Assim, nossos resultados discordam daqueles de Matoba et al [22], mas são consistentes com os de com Baysal et al [6].

No entanto, a capacidade de imagiologia DW-MR a ser utilizado para avaliação de torácica lesões é dificultada pela distorção da imagem devido à sua susceptibilidade a artefatos, incluindo artefatos de desvio químico, fantasmas no sentido de codificação de fase e respiratória e movimentos cardíacos. Mais estudos são necessários para avaliar a utilidade da imagem DW-MR e para determinar se imaging DW-MR pode ser utilizado na prática clínica para a diferenciação de carcinoma pulmonar central ea atelectasia que o acompanha.

Conclusão

Em conclusão, os resultados deste estudo indicam que DW-RM podem ser úteis para a diferenciação de carcinoma do pulmão central e que acompanha atelectasia. Embora o tamanho da amostra era relativamente pequeno, os nossos resultados indicam que a avaliação de mapas de distribuição de intensidade do sinal e ADC DW-MR pode ajudar na escolha do local da biópsia e selecção do campo a ser utilizado para a radioterapia.